一種影像擦除裝置以及影像掃描系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本申請(qǐng)實(shí)施例提供一種影像擦除裝置以及影像掃描系統(tǒng)，其中裝置包括：N×M個(gè)相同的光源，所述N為行的數(shù)量，所述M為列的數(shù)量，且第i行中任意相鄰兩個(gè)光源的發(fā)光中心距離di相同；所述N≥1，所述M≥2。相比現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型通過提供一種由多個(gè)具有相同發(fā)光特性的光源組成的光源面陣，使得影像板的所有區(qū)域能夠受到均勻的光強(qiáng)照射，提高了光照的均勻性和影像擦除裝置的工作效率，獲得了完全且一致的擦除效果。
【專利說明】
一種影像擦除裝置以及影像掃描系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型屬于X射線計(jì)算機(jī)攝影成像領(lǐng)域，尤其是對(duì)影像板進(jìn)行擦除的裝置以及影像掃描系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]使用X射線機(jī)行計(jì)算機(jī)X射線攝影術(shù)(ComputedRad1logy ,CR)時(shí)，當(dāng)X射線穿透成像物體，入射到含有光激勵(lì)焚光粉的影像板(Imaging Plate，IP)上，會(huì)產(chǎn)生一幀潛影(Latent Image)并存儲(chǔ)在影像板中。用一定波長的激光激勵(lì)影像板，影像板會(huì)發(fā)射出強(qiáng)度和潛影能量分布一致的熒光，這些熒光被收集、轉(zhuǎn)換成電信號(hào)并數(shù)字化，從而將潛影轉(zhuǎn)換成可以傳輸和存儲(chǔ)的二維數(shù)字圖像。
[0003]在正常的影像讀取工作完成之后，影像板上不可避免地存在殘余影像，為了確保影像板可以快速重復(fù)使用，需要人為地對(duì)殘余影像進(jìn)行擦除。
[0004]影像擦除一般使用較為高效的紅光LED光源，但是單個(gè)光源光強(qiáng)有限，且發(fā)光角度不能太大，因此難以保證有一定面積的影像板上所有區(qū)域都能獲得足夠且均勻的光強(qiáng)照射。因此如何提高光強(qiáng)且提高大面積光照射的均勻性以提高影像擦除裝置的工作效率，是目前要解決的關(guān)鍵問題。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的目的在于提供一種影像擦除裝置及掃描系統(tǒng)，以提高光照的均勻性和影像擦除裝置的工作效率，獲得完全且一致的擦除效果。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型實(shí)施例一方面提供一種影像擦除裝置，所述影像擦除裝置包括:NXM個(gè)相同的光源，所述N為行的數(shù)量，所述M為列的數(shù)量，且第i行中任意相鄰兩個(gè)光源的發(fā)光中心距離CU相同;所述N 2 I，所述M 2 2。
[0007]優(yōu)選的，所有行中任意相鄰兩個(gè)光源的發(fā)光中心距離Cl1相同。
[0008]優(yōu)選的，所述同一行中任意相鄰兩個(gè)光源的發(fā)光中心距離Cl1 2 do，所述do為兩光源的最小的發(fā)光中心距離。
[0009]優(yōu)選的，所述2，且所述光源的每列所在的直線與所述光源的每行所在的直線為非垂直的關(guān)系。
[0010]優(yōu)選的，每一列中任意相鄰兩個(gè)光源的發(fā)光中心距離cUP do，其中所述屯為同一列中第i行和第j行光源的發(fā)光中心距離，且所述j = i+l。
[0011]優(yōu)選的，dpNXd'^d'o為同一列中兩個(gè)光源的發(fā)光中心距離在行方向的投影距離的最小值。
[0012]優(yōu)選的，LQ=(l/N+M-2)di，
[0013]所述Lo為光強(qiáng)均勻分布區(qū)域的長度；
[0014]所述影像板在垂直于其運(yùn)動(dòng)方向上的寬度w< Lo。
[0015]本實(shí)用新型另一方面還提供了一種影像掃描系統(tǒng)，所述影像掃描系統(tǒng)，包括影像板和對(duì)所述影像板進(jìn)行掃描以獲得圖像的影像掃描裝置；
[0016]所述影像掃描裝置包括:如上述的影像擦除裝置、中央控制模塊以及與所述中央控制模塊均電性連接的影像板傳動(dòng)模塊、影像掃描模塊以及圖像處理模塊；
[0017]所述影像板傳動(dòng)模塊包括位置檢測單元和影像板傳動(dòng)單元，所述圖像處理模塊包括圖像初定位模塊、圖像精確定位模塊以及圖像旋轉(zhuǎn)模塊；
[0018]所述位置檢測單元用于對(duì)所述影像板的位置進(jìn)行檢測獲得第一位置檢測結(jié)果并對(duì)所述影像掃描模塊的激光位置進(jìn)行檢測獲得第二位置檢測結(jié)果；
[0019]所述影像板傳動(dòng)單元用于根據(jù)所述第一位置檢測結(jié)果判斷到所述影像板進(jìn)入所述影像掃描模塊的進(jìn)片口后帶動(dòng)所述影像板向所述影像掃描模塊的出口移動(dòng)；
[0020]所述中央控制模塊用于根據(jù)所述第一位置檢測結(jié)果判斷到所述影像板進(jìn)入所述影像掃描模塊的進(jìn)片口時(shí)控制所述影像掃描模塊開啟圖像掃描；
[0021]所述影像掃描模塊用于利用激光旋轉(zhuǎn)方式對(duì)所述影像板進(jìn)行行掃描，獲得每行的數(shù)字信號(hào)流并通過所述中央控制模塊發(fā)送所述數(shù)字信號(hào)流至所述圖像處理模塊；
[0022]所述圖像初定位模塊用于根據(jù)所述第一位置檢測結(jié)果、所述第二位置檢測結(jié)果和所述數(shù)字信號(hào)流進(jìn)行圖像初始定位，生成初始圖像矩陣；
[0023]所述圖像精確定位模塊用于判斷所述初始圖像矩陣的每行、每列是否存在信號(hào)并根據(jù)判斷結(jié)果生成精確圖像矩陣，所述精確圖像矩陣為包含有效圖像區(qū)域的最小矩陣；
[0024]所述圖像旋轉(zhuǎn)模塊用于根據(jù)所述精確圖像矩陣的頂點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算圖像傾斜角度Φ，若Φ在0，則通過圖像旋轉(zhuǎn)算法將圖像順時(shí)針或逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)角度Φ以生成最終圖像矩陣。
[0025]優(yōu)選的，所述位置檢測單元包括位置傳感器R和位置傳感器A;
[0026]所述位置傳感器R位于所述影像掃描模塊的進(jìn)片口處，用于檢測所述影像板是否到達(dá)所述進(jìn)片口；
[0027]所述位置傳感器A用于檢測所述影像掃描模塊發(fā)射的激光的位置，所述位置傳感器A位于所述影像掃描模塊內(nèi)且位于所述影像板的行區(qū)域之外；
[0028]所述圖像初定位模塊，用于在判斷到所述影像板到達(dá)預(yù)開始位置時(shí)，在下一行啟動(dòng)數(shù)字信號(hào)采集和記錄，在判斷到所述激光到達(dá)所述位置傳感器A時(shí)，啟動(dòng)當(dāng)前行的數(shù)字信號(hào)記錄，在判斷到所述激光到達(dá)行結(jié)束位置時(shí)，結(jié)束當(dāng)前行的數(shù)字信號(hào)記錄，在判斷到所述影像板到達(dá)預(yù)結(jié)束位置時(shí)，在下一行結(jié)束數(shù)字信號(hào)采集和記錄，
[0029]所述預(yù)開始位置為所述位置傳感器R的位置或位于所述位置傳感器R和所述激光的掃描平面之間，所述預(yù)結(jié)束位置位于所述激光掃描平面和所述影像掃描模塊的出片口之間，所述行結(jié)束位置位于所述影像掃描模塊內(nèi)且與所述位置傳感器A分別位于所述影像板的行區(qū)域的兩側(cè)且均不被所述影像板遮擋，且所述激光在執(zhí)行一行掃描時(shí)先掃描到位置傳感器A再掃描到行結(jié)束位置。
[0030]優(yōu)選的，所述位置檢測單元還包括位置傳感器P、Q、B;
[0031]其中所述位置傳感器P位于所述預(yù)開始位置處，所述位置傳感器Q位于所述預(yù)結(jié)束位置處，所述位置傳感器B位于所述行結(jié)束位置處。
[0032]優(yōu)選的，所述位置傳感器R、P、Q均有至少一組光源和接收器組成，所述位置傳感器A、B由激光接收器組成。
[0033]優(yōu)選的，所述影像掃描裝置還包括至少一個(gè)定時(shí)器用于定時(shí)；所述定時(shí)的時(shí)間長短根據(jù)影像板移動(dòng)速度和/或者激光掃描速度進(jìn)行調(diào)節(jié)；
[0034]所述圖像初定位模塊，用于根據(jù)所述定時(shí)器的定時(shí)結(jié)果判斷所述影像板是否到達(dá)所述預(yù)開始位置、預(yù)結(jié)束位置并判斷所述激光是否到達(dá)行結(jié)束位置。
[0035]優(yōu)選的，所述影像掃描裝置還包括影像擦圖模塊，用于擦除從所述影像掃描模塊出來的影像板的潛影。
[0036]優(yōu)選的，所述影像擦除裝置的LED光源使用紅光，且光波長峰值為600nm-700nmo
[0037]優(yōu)選的，所述影像板為柔性影像板，所述影像板傳動(dòng)單元包括用于通過擠壓使所述柔性影像板彎成圓弧形的張緊輪，所述激光到所述影像板同一行各位置的距離相同。
[0038]優(yōu)選的，所述影像掃描系統(tǒng)還包括計(jì)算機(jī)，用于接收所述影像掃描裝置輸出的圖像，并根據(jù)用戶需求將所述圖像分析、保存或顯示。
[0039]優(yōu)選的，所述影像掃描系統(tǒng)應(yīng)用于牙科中。
[0040]本實(shí)用新型還提供一種如上述權(quán)利要求所述的影像掃描裝置。
[0041]本實(shí)用新型還提供一種影像掃描方法，應(yīng)用于上述的影像掃描系統(tǒng)中，所述影像掃描方法包括:
[0042]所述位置檢測單元對(duì)所述影像板的位置進(jìn)行檢測獲得第一位置檢測結(jié)果并對(duì)所述影像掃描模塊的激光位置進(jìn)行檢測獲得第二位置檢測結(jié)果；
[0043]所述影像板傳動(dòng)單元根據(jù)所述第一位置檢測結(jié)果判斷到所述影像板進(jìn)入所述影像掃描模塊的進(jìn)片口后帶動(dòng)所述影像板向所述影像掃描模塊的出口移動(dòng)；
[0044]所述中央控制模塊根據(jù)所述第一位置檢測結(jié)果判斷到所述影像板進(jìn)入所述影像掃描模塊的進(jìn)片口時(shí)控制所述影像掃描模塊開啟圖像掃描；
[0045]所述影像掃描模塊利用激光旋轉(zhuǎn)方式對(duì)所述影像板進(jìn)行行掃描，獲得每行的數(shù)字信號(hào)流并通過所述中央控制模塊發(fā)送所述數(shù)字信號(hào)流至所述圖像處理模塊；
[0046]所述圖像初定位模塊根據(jù)所述第一位置檢測結(jié)果、所述第二位置檢測結(jié)果和所述數(shù)字信號(hào)流進(jìn)行圖像初始定位，生成初始圖像矩陣；
[0047]所述圖像精確定位模塊判斷所述初始圖像矩陣的每行、每列是否存在信號(hào)并根據(jù)判斷結(jié)果生成精確圖像矩陣，所述精確圖像矩陣為包含有效圖像區(qū)域的最小矩陣；
[0048]所述圖像旋轉(zhuǎn)模塊根據(jù)所述精確圖像矩陣的頂點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算圖像傾斜角度Φ，若Φ在0，則通過圖像旋轉(zhuǎn)算法將圖像順時(shí)針或者逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)角度Φ以生成最終圖像矩陣。
[0049]優(yōu)選的，所述位置檢測單元包括位置傳感器R和位置傳感器A;
[0050]所述位置傳感器R檢測所述影像板是否到達(dá)所述進(jìn)片口，所述位置傳感器R位于所述影像掃描模塊的進(jìn)片口處；
[0051]所述位置傳感器A檢測所述影像掃描模塊發(fā)射的激光的位置，所述位置傳感器A位于所述影像掃描模塊內(nèi)且位于所述影像板的行區(qū)域之外；
[0052]所述圖像初定位模塊，在判斷到所述影像板位于預(yù)開始位置時(shí)，在下一行啟動(dòng)數(shù)字信號(hào)采集和記錄，在判斷到所述激光到達(dá)所述位置傳感器A時(shí)，啟動(dòng)當(dāng)前行的數(shù)字信號(hào)記錄，在判斷到所述激光到達(dá)行結(jié)束位置時(shí)，結(jié)束當(dāng)前行的數(shù)字信號(hào)記錄，在判斷到所述影像板位于預(yù)結(jié)束位置時(shí)，在下一行結(jié)束數(shù)字信號(hào)采集和記錄，
[0053]所述預(yù)開始位置為所述位置傳感器R的位置或位于所述位置傳感器R和所述激光的掃描平面之間，所述預(yù)結(jié)束位置位于所述激光掃描平面和所述影像掃描模塊的出片口之間，所述行結(jié)束位置位于所述影像掃描模塊內(nèi)且與所述位置傳感器A分別位于所述影像板的行區(qū)域的兩側(cè)且均不被所述影像板遮擋，且所述激光在執(zhí)行一行掃描時(shí)總是先掃描到位置傳感器A再掃描到行結(jié)束位置。
[0054]優(yōu)選的，所述影像掃描裝置還包括至少一個(gè)定時(shí)器以進(jìn)行定時(shí)；所述定時(shí)的時(shí)間長短根據(jù)影像板移動(dòng)速度和/或者激光掃描速度進(jìn)行調(diào)節(jié);所述圖像初定位模塊根據(jù)所述定時(shí)器的定時(shí)結(jié)果判斷所述影像板是否到達(dá)所述預(yù)開始位置、預(yù)結(jié)束位置并判斷所述激光是否到達(dá)行結(jié)束位置。
[0055]優(yōu)選的，所述影像板為柔性影像板，所述影像板傳動(dòng)單元包括用于通過擠壓使所述柔性影像板完成圓弧形的張緊輪，所述激光到所述影像板同一行各位置的距離相同。
[0056]優(yōu)選的，所述影像掃描系統(tǒng)還包括計(jì)算機(jī)；
[0057]所述計(jì)算機(jī)接收所述影像掃描裝置輸出的圖像，并根據(jù)用戶需求將所述圖像分析、保存或顯示。
[0058]優(yōu)選的，所述影像掃描方法應(yīng)用于牙科中。
[0059]本實(shí)用新型通過提供一種由多個(gè)具有相同發(fā)光特性的光源組成的光源面陣，使得影像板的所有區(qū)域能夠受到均勻的光強(qiáng)照射，提高了光照的均勻性和影像擦除裝置的工作效率，獲得了完全且一致的擦除效果。
【附圖說明】
[0060]為了更清楚地說明本申請(qǐng)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本申請(qǐng)中記載的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0061]圖1是影像板尺寸不意圖；
[0062]圖2A是單個(gè)LED光源的發(fā)光角度示意圖；
[0063]圖2B是單個(gè)LED光源的照射光強(qiáng)分布示意圖；
[0064]圖3是一排LED光源組成的影像擦除光源面陣結(jié)構(gòu)示意圖；
[0065]圖4A是一排LED光源照射影像板正面示意圖；
[0066]圖4B是一排LED光源照射影像板側(cè)面示意圖；
[0067]圖5是一排LED光源線陣中每個(gè)LED光源在影像板上的光照強(qiáng)度分布情況示意圖；
[0068]圖6是一排LED光源線陣的光強(qiáng)分布的合成效果不意圖；
[0069]圖7是影像擦除光源面陣(NXM)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0070]圖8是NXM光源面陣結(jié)構(gòu)的尺寸約束示意圖；
[0071]圖9是NXM光源面陣在垂直于影像板運(yùn)動(dòng)方向上的光源位置分布示意圖；
[0072]圖10是兩排LED光源面陣在垂直于影像板運(yùn)動(dòng)方向上的照射等效光強(qiáng)合成曲線示意圖；
[0073]圖11A、IIB是兩排LED光源面陣存在的兩種布局結(jié)構(gòu)示意圖；
[0074]圖12是掃描系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；
[0075]圖13是影像掃描裝置結(jié)構(gòu)圖；
[0076]圖14是影像傳動(dòng)模塊結(jié)構(gòu)圖；
[0077]圖15是影像掃描模塊結(jié)構(gòu)圖；
[0078]圖16是中央控制模塊與其他模塊連接示意圖；
[0079]圖17是影像掃描處理流程圖；
[0080]圖18是位置傳感器R、P、Q安裝位置示意圖；
[0081]圖19A、19B是本實(shí)用新型激光掃描平面示意圖；
[0082]圖20是圖像初定位實(shí)施例一流程圖；
[0083]圖21是圖像初定位實(shí)施例二流程圖；
[0084]圖22是圖像初定位后獲得的圖像矩陣；
[0085]圖23A、23B、24—26是圖像精確定位示意圖；
[0086]圖27是圖像精確定位后的圖像矩陣；
[0087]圖28是圖像旋轉(zhuǎn)后的圖像矩陣；
[0088]圖29是圖像精確定位流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0089]為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本申請(qǐng)中的技術(shù)方案，下面將結(jié)合本申請(qǐng)實(shí)施例中的附圖，對(duì)本申請(qǐng)實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本申請(qǐng)一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本申請(qǐng)中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都應(yīng)當(dāng)屬于本申請(qǐng)保護(hù)的范圍。
[0090]本實(shí)用新型涉及的影像擦除裝置，主要提供一定功率、且光強(qiáng)分布均勻的紅光光源，用于擦除CR影像板上的殘影信息。所述的影像板是具有一定尺寸的柔性板，如圖1所示，我們假設(shè)影像板沿著運(yùn)動(dòng)方向的長度尺寸為h，垂直于運(yùn)動(dòng)方向的寬度尺寸為W。
[0091]所述的紅光光源以模塊組件的形式存在。所述的影像板在傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的帶動(dòng)下，以勻速運(yùn)動(dòng)的形式緩慢通過該影像擦除裝置。在此過程中，紅光光源持續(xù)點(diǎn)亮，使得影像板的所有區(qū)域獲得充足且均勻的光強(qiáng)照射，以使殘影完全消除。
[0092]本實(shí)用新型涉及的影像擦除裝置由若干紅光LED光源組成。每個(gè)LED光源的發(fā)光峰值波長在600?700nm，典型值為620nm，確保殘影擦除效率較高。多個(gè)LED光源須采用統(tǒng)一的規(guī)格，統(tǒng)一的功率控制，統(tǒng)一的開關(guān)時(shí)間控制，確保每個(gè)LED光源在影像板的殘影擦除中起同樣的作用。
[0093]LED光源的光強(qiáng)分布具有典型的角度分布特征，同時(shí)，照射到影像板上還需考慮球面擴(kuò)散特征。不失一般性，我們假設(shè)單個(gè)LED光源的發(fā)光角度及照射光強(qiáng)分布如下圖2A、2B所示。
[0094]其中，1為光強(qiáng)峰值，一般在LED出光面的法線方向得到；Θ為發(fā)光角度?？梢姴煌嵌认掳l(fā)光光強(qiáng)也不同，偏離法線方向角度越大，光強(qiáng)越小。理論上，為確保單位面積上有足夠的光強(qiáng)，應(yīng)選用發(fā)光角度較小的LED光源。
[0095]考慮到影像板具有一定的面積(wXh)，而LED光源具有發(fā)光角度分布特性，如果只用一個(gè)LED光源來照射影像板，難以獲得較大面積的均勻光強(qiáng)，因此必須考慮多個(gè)LED光源形成陣列，組合使用。該光源陣列必須在垂直于影像板運(yùn)動(dòng)方向上形成、或可以等效形成光源等間距排列。本實(shí)用新型提供如下兩種形式的光源陣列:
[0096](I)—維線陣光源
[0097]該實(shí)施例涉及的多個(gè)LED光源陣列是一維線陣，S卩:采用多個(gè)LED光源，在垂直于影像板運(yùn)動(dòng)方向上布置成一條線性陣列，布局如圖3和圖4A、4B所示(圖中包含DlOl?D106共6個(gè)LED光源，光源個(gè)數(shù)僅為示意)。要求所有LED光源的發(fā)光特性一致，且任意相鄰位置的LED光源發(fā)光中心的距離一致，設(shè)為CU。若光源線陣總長度設(shè)SL1，表示光源線陣中兩端的兩個(gè)LED光源的發(fā)光中心距離。假設(shè)光源線陣由N個(gè)LED光源組成，則有關(guān)系式:
[0098]Li= (N-l)di
[0099]—排LED光源線陣在垂直于影像板運(yùn)動(dòng)方向上產(chǎn)生的光強(qiáng)分布效果如圖5和圖6所示。其中，圖5中展示的是該線陣中單個(gè)LED光源在影像板上的光照強(qiáng)度分布情況，在每個(gè)LED光源的法線方向上光強(qiáng)最大，為Ιο。圖中，CU仍是任意相鄰位置的LED光源發(fā)光中心的距離，L1仍表示光源線陣中首尾兩端的兩個(gè)LED光源的中心距。圖6是該LED光源線陣在垂直于影像板運(yùn)動(dòng)方向上產(chǎn)生的光強(qiáng)分布的合成效果，具有空間分布的周期規(guī)律性。由于光強(qiáng)疊加，使得在一定空間范圍內(nèi)形成了相對(duì)均勻的照射光強(qiáng)，這有利于實(shí)現(xiàn)均勻的影像擦除。
[0100]不難得出，光強(qiáng)均勻分布區(qū)域的空間長度應(yīng)等于線陣長度L1，臨近光強(qiáng)峰谷值之間的距離應(yīng)等于臨近光源間距CU。假設(shè)光強(qiáng)均勻分布區(qū)域內(nèi)的光強(qiáng)最大值為IUP>1，光強(qiáng)最小值為Idn, I，應(yīng)有IUP, OIdn, i，且IUP, i Mo，其中1仍為單個(gè)光源的最大光強(qiáng)。
[0101]由圖6可見，只要影像板在垂直于其運(yùn)動(dòng)方向上的寬度wSL1，即可實(shí)現(xiàn)影像板上的殘影均勻擦除。
[0102]另外，假設(shè)光強(qiáng)均勻分布區(qū)域內(nèi)的光強(qiáng)最小值與光強(qiáng)最大值的比值為R1,則有:
[0103]Rl = Idn,l/lup,I
[0104]理想的光強(qiáng)均勻分布情況下，仏應(yīng)趨近于I，這就要求相鄰兩個(gè)LED光源的間距CU盡量小。但是實(shí)際受限于LED光源尺寸、一維線陣布局、光源散熱等限制條件，CU難以做到很小。假設(shè)對(duì)于特定的LED光源，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上存在光源間距最小值do，實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)有eh > do。
[0105]因此，需要考慮采用多排光源陣列設(shè)計(jì)，以確保在垂直于影像板運(yùn)動(dòng)方向上的等效光源分布等間距，且能夠有效突破光源最小間距do的限制。
[0106](2)多排光源陣列
[0107]使用多排光源陣列設(shè)計(jì)影像擦除裝置，目的是突破一維線陣對(duì)光源間距do的限制，使得光強(qiáng)比值仏更趨近于I，達(dá)到近似均勻分布的效果。
[0108]不失一般性地，本實(shí)用新型設(shè)計(jì)如圖7所示的NXM光源面陣，此處2，M2 2，該光源面陣具有以下特點(diǎn):
[0109]在影像擦除裝置垂直于影像板運(yùn)動(dòng)方向上布置N排LED光源線陣，每排均有M個(gè)LED光源組成。如圖7所示，第一排光源編號(hào)依次為D11、D12、D13、…DIM;第二排光源編號(hào)依次為
021、022、023^"021;第三排光源編號(hào)依次為031、032、033^"031;……第N排光源編號(hào)依次*DN1、DN2、DN3、."DNM0
[0110]要求每個(gè)LED光源的光強(qiáng)及其角度分布特性完全或近似相同；
[0111]陣列中每個(gè)LED光源位置交錯(cuò)放置，但遵從一定的布局規(guī)律。具體如圖7和圖8所示。圖7中，第二排第一個(gè)LED光源相對(duì)于第一排第一個(gè)LED光源，縮進(jìn)一定的距離放置，設(shè)在垂直于影像板運(yùn)動(dòng)方向上縮進(jìn)的距離為d’o;第三排第一個(gè)LED光源相對(duì)于第二排第一個(gè)LED光源，同樣縮進(jìn)距離d ’ ο放置；……以此類推，第N排第一個(gè)LED光源相對(duì)于第N-1排第一個(gè)LED光源，縮進(jìn)距離d ’ ο放置;而第一排第二個(gè)LED光源相對(duì)于第N排第一個(gè)LED光源，依然縮進(jìn)距離d ’ ο放置;第二排第二個(gè)LED光源相對(duì)于第一排第二個(gè)LED光源，同樣縮進(jìn)距離d ’ ο放置；……如此往復(fù)，直到完成所有LED光源的布置。即所述光源的每列所在的直線與所述光源的每行所在的直線為非垂直的關(guān)系。本實(shí)用新型所設(shè)計(jì)的LED光源面陣，在垂直于影像板運(yùn)動(dòng)方向上可以形成如圖8所示的等效一維等間距線陣分布。
[0112]正是LED光源面陣在垂直于影像板運(yùn)動(dòng)方向上存在上述等效的一維等間距線陣排布，才確保了在該方向上形成比較均勻的光強(qiáng)分布特征。
[0113]基于上述光源面陣中各LED光源位置的要求，易于得出在垂直于影像板運(yùn)動(dòng)方向上，每一排線陣的M個(gè)LED光源中，任意相鄰兩個(gè)LED光源的中心距相同。假設(shè)第一排相鄰兩個(gè)LED光源的中心距為CU，第二排相鄰兩個(gè)LED光源的中心距為d2，第三排相鄰兩個(gè)LED光源的中心距為d3，...第i排相鄰兩個(gè)LED光源的中心距為CU，第N排相鄰兩個(gè)LED光源的中心距為dN;同時(shí)假設(shè)分屬于相鄰LED線陣、但是距離最鄰近的兩個(gè)LED光源中心距分別為d12、d23、d34、."di, j(j=i+l).....dN-Ι,Ν，則有以下關(guān)系式成立:
[0114]di = d2 = d3 = -,-=dN=NXd,o > do
[0115]di2 > do，d23 > do，d34 > do，…，cIn-1,n > do
[0?16] 但是不要求di2 = d23 = d34 =…=dN-ι, N。上式中，do仍為LED光源間距最小限值。
[0117]基于上面的關(guān)系式，可以得出:
[0118]d’o = di/N
[0119]由上式確定了各排LED光源縮進(jìn)的距離要求，建立了縮進(jìn)距離d’o與每排相鄰LED光源中心距CU之間的聯(lián)系。
[0120]假設(shè)各線陣長度分別為Ll、L2、L3、…Ln，則容易得出=L1 = L2 = L3 =…= Ln= (M-1)CU，即各排線陣的長度相等。
[0121]本實(shí)用新型所述的LED光源陣列，在垂直于影像板運(yùn)動(dòng)方向上可以形成的光強(qiáng)分布圖如圖10所示。假設(shè)光強(qiáng)均勻分布區(qū)域內(nèi)的光強(qiáng)最大值為Iup,i，光強(qiáng)最小值為Idn,i，光強(qiáng)最小值與光強(qiáng)最大值的比值為1^，1^=1(11^/1111^，應(yīng)有1111^>1(11^，1111),0 1()，且1?1<1^<1，其中1為單個(gè)光源的最大光強(qiáng)，R1為前述一排LED光源線陣的光強(qiáng)比值。理想的光強(qiáng)均勻分布情況下，Rn應(yīng)趨近于I，這就要求相鄰兩個(gè)LED光源的間距cb盡量小。
[0122]圖10中，仍假設(shè)光強(qiáng)均勻分布區(qū)域的長度為Lo，則可推導(dǎo)出Lo與該NXM的LED光源陣列布局的關(guān)系式為:
[0123]Lo=(l/N+M-2)di
[0124]同樣地，只要保證影像板在垂直于其運(yùn)動(dòng)方向上的寬度Lo，即可實(shí)現(xiàn)影像板上的殘影均勻擦除。
[0125]需要說明的是:
[0126]上述NXM的LED光源陣列布局設(shè)計(jì)，對(duì)于一維線陣的特殊設(shè)計(jì)同樣適用，對(duì)于上述過程描述，只要N=I即可。
[0127]上述對(duì)于各排排布順序的要求，并不是一成不變的，各排的次序可以調(diào)整，僅需要各排LED光源線陣仍能排成圖6所示的等效光源線陣，并且滿足任意相鄰兩個(gè)LED光源的中心距不小于限制條件do即可。對(duì)于圖8中的N排LED光源陣列，其中任意一排，比如第N排LED光源線陣可以調(diào)整其位置，可以放在第一排，也可以放在第二排、第三排、……第N-1排;其他排的光源線陣類似。因此，理論上對(duì)于N排光源陣列，有NX (N-1)X (N-2) X…X2X I種排列方式。比如當(dāng)排數(shù)N = 3時(shí)，LED光源面陣可以有6種布局結(jié)構(gòu)；而當(dāng)排數(shù)N = 2時(shí)，仍有兩種布局結(jié)構(gòu)，如圖11所示。圖中，無論是第一排縮進(jìn)還是第二排縮進(jìn)，縮進(jìn)的距離均為cU/2，其中CU為任意一排光源線陣中相鄰LED光源的中心距。
[0128]本實(shí)用新型通過優(yōu)化LED光源陣列的結(jié)構(gòu)布局，在更大的二維空間布置LED光源，使得對(duì)于發(fā)光特性相同或相似的多個(gè)LED光源，可以在垂直于影像板運(yùn)動(dòng)方向上獲得光強(qiáng)較為均勻的光照區(qū)域，而且光強(qiáng)得以增大，能夠有效突破一維線陣在各LED光源間距上的限制，也有利于提高影像擦除的速度和影像擦除裝置散熱。
[0129]本實(shí)用新型涉及一種用于計(jì)算機(jī)X射線的影像掃描系統(tǒng)。如圖12所示，該系統(tǒng)包括記錄有已曝光潛像的影像板(Imaging Plate，也稱IP板)、通過使用激光連續(xù)快速掃描該影像板、對(duì)激發(fā)的熒光進(jìn)行收集、光電轉(zhuǎn)換、A/D轉(zhuǎn)換并將記錄在影像板上的潛像轉(zhuǎn)換成數(shù)字信息后合成一幅二維圖像的影像掃描裝置以及用于接收影像掃描裝置輸出的圖像的工作臺(tái)。
[0130]該工作臺(tái)可以為人機(jī)交互平臺(tái)，通過軟件的支持，可以進(jìn)行掃描對(duì)象注冊(cè)，啟動(dòng)影像掃描，瀏覽、分析、保存圖像等功能。具體的，該工作臺(tái)可以與掃描裝置通過有線(如串口線、USB線、RJ45網(wǎng)線等)或者無線(如藍(lán)牙、wif1、3G/4G等)的方式進(jìn)行連接。當(dāng)然該工作臺(tái)還可以接受用戶的指令對(duì)影像掃描裝置進(jìn)行控制。
[0131]如圖13所示，上述的影像掃描裝置主要由影像板傳動(dòng)模塊、影像掃描模塊、圖像處理模塊、網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動(dòng)模塊、電源模塊以及中央控制模塊組成。
[0132]需要注意的是，圖13中的影像板并非影像掃描裝置的有機(jī)組成部分，只是作為插入的待掃描對(duì)象用于示意。
[0133]上述的影像板傳動(dòng)模塊包括位置檢測單元和影像板傳動(dòng)單元，圖像處理模塊包括圖像初定位模塊、圖像精確定位模塊以及圖像旋轉(zhuǎn)模塊。
[0134]上述位置檢測單元用于對(duì)影像板的位置進(jìn)行檢測獲得第一位置檢測結(jié)果并對(duì)影像掃描模塊的激光位置進(jìn)行檢測獲得第二位置檢測結(jié)果。
[0135]影像板傳動(dòng)單元用于根據(jù)第一位置檢測結(jié)果判斷到影像板進(jìn)入影像掃描模塊的進(jìn)片口后帶動(dòng)影像板向影像掃描模塊的出口移動(dòng)。
[0136]中央控制模塊用于根據(jù)第一位置檢測結(jié)果判斷到影像板進(jìn)入影像掃描模塊的進(jìn)片口時(shí)控制影像掃描模塊開啟圖像掃描。
[0137]影像掃描模塊用于利用激光旋轉(zhuǎn)方式對(duì)影像板進(jìn)行行掃描，獲得每行的數(shù)字信號(hào)流并通過中央控制模塊發(fā)送數(shù)字信號(hào)流至圖像處理模塊。
[0138]圖像初定位模塊用于根據(jù)第一位置檢測結(jié)果、第二位置檢測結(jié)果和數(shù)字信號(hào)流進(jìn)行圖像初始定位，生成初始圖像矩陣。
[0139]圖像精確定位模塊用于判斷初始圖像矩陣的每行、每列是否存在信號(hào)并根據(jù)判斷結(jié)果生成精確圖像矩陣，精確圖像矩陣為包含有效圖像區(qū)域的最小矩陣。
[0140]圖像旋轉(zhuǎn)模塊用于根據(jù)精確圖像矩陣的頂點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算圖像傾斜角度Φ，若Φ在0，則通過圖像旋轉(zhuǎn)算法將圖像順時(shí)針或者逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)角度Φ以生成最終圖像矩陣。
[0141]如圖14所示，為影像傳動(dòng)模塊結(jié)構(gòu)示意圖，其中影像傳動(dòng)單元包括傳送帶、主動(dòng)輪、從動(dòng)輪、張緊輪、支撐結(jié)構(gòu)、電機(jī)#I，以及電機(jī)驅(qū)動(dòng)和控制電路#I。其中，其中，主動(dòng)輪、從動(dòng)輪、張緊輪用于帶動(dòng)和緊固傳送帶;影像板張緊輪用于緊固影像板和影像板弧面塑形(柔性影像板)。電機(jī)#1與傳送帶一起工作，帶動(dòng)影像板持續(xù)向前移動(dòng)。所述的電機(jī)驅(qū)動(dòng)及控制電路#1，用于驅(qū)動(dòng)電機(jī)#1運(yùn)行，并提供速度精度控制。
[0142]位置檢測單元包括位置傳感器以及位置檢測電路。所述的位置傳感器由多組光電對(duì)管或者光敏二極管構(gòu)成，不僅能夠檢測到影像板是否插入(第一位置檢測結(jié)果)或者移出掃描模塊，還能對(duì)每行影像掃描進(jìn)行初始零定位(第二位置檢測結(jié)果)。所述的位置檢測電路，用于驅(qū)動(dòng)位置傳感器工作，并進(jìn)行有效信號(hào)檢測。
[0143]影像掃描模塊主要功能是，啟動(dòng)激光器至輸出穩(wěn)定功率的激光光束，光速經(jīng)過聚焦至一定的光斑大小后，垂直入射到影像板上某個(gè)很小的區(qū)域上，在該區(qū)域激發(fā)出與潛像灰度值成比例關(guān)系的熒光信號(hào)。激發(fā)的熒光信號(hào)經(jīng)過光路收集，并經(jīng)過光電轉(zhuǎn)換、A/D轉(zhuǎn)換等步驟，被等比例轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)流。所述的激光光束一定經(jīng)過一個(gè)鏡面反射裝置，該裝置會(huì)在電機(jī)帶動(dòng)下高速旋轉(zhuǎn)，因此實(shí)現(xiàn)了影像板上所有區(qū)域的掃描。如圖15所示，影像掃描模塊至少包括以下組件:
[0144]激光器以及激光器驅(qū)動(dòng)電路。所述的激光器為影像掃描提供光源。激光器輸出紅光，光波長在600nm?700nm之間，可選擇使用氦氖激光器或者特定波長的半導(dǎo)體激光器。所述的激光器驅(qū)動(dòng)電路，為激光器提供恒流驅(qū)動(dòng)，并確保激光器的溫度穩(wěn)定性。
[0145]激光調(diào)整光路。由一組透鏡及其支撐結(jié)構(gòu)組成，對(duì)激光器的輸出光源進(jìn)行調(diào)整，確保投射到影像板上的光斑大小持續(xù)穩(wěn)定在所要求的范圍內(nèi)，比如光斑應(yīng)小于50微米。
[0146]電機(jī)#2，以及電機(jī)驅(qū)動(dòng)和控制電路#2。電機(jī)#2，用于帶動(dòng)激光調(diào)整光路，尤其是帶動(dòng)其中的光反射鏡旋轉(zhuǎn)，使得激光能夠持續(xù)、勻速地沿圓周進(jìn)行掃描。所述的電機(jī)驅(qū)動(dòng)及控制電路#2，用于驅(qū)動(dòng)電機(jī)#2運(yùn)行，并提供速度精度控制。
[0147]熒光收集光路。激光光斑投射到影像板相應(yīng)位置上，會(huì)瞬間激發(fā)出一定波長范圍的熒光，熒光的強(qiáng)度與影像板上記錄的潛像信息存在比例關(guān)系。熒光按照一定的角度分布規(guī)律向外散射，由熒光收集光路進(jìn)行收集。熒光收集光路由一組透鏡或反射鏡組成，目的是將散射出來的熒光進(jìn)行聚焦，并投射到對(duì)應(yīng)的光電轉(zhuǎn)換器件的光收集窗口中。
[0148]光電轉(zhuǎn)換器件。用于收集經(jīng)過聚焦的熒光信號(hào)，并放大，并按比例轉(zhuǎn)換成一定強(qiáng)度的電流信號(hào)。典型地，激光掃描裝置采用光電倍增管(PMT)進(jìn)行光信號(hào)放大和光電轉(zhuǎn)換的工作。
[0149]信號(hào)采集控制電路。一方面為光電轉(zhuǎn)換器件提供驅(qū)動(dòng)和控制，另一方面實(shí)現(xiàn)電信號(hào)的A/D采樣，將電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。采樣率由中央控制器設(shè)定。
[0150]上述圖像處理模塊，主要是在中央控制模塊的調(diào)度下，完成從采集的信號(hào)流中將影像板潛影信息提取出來，并且準(zhǔn)確無誤地拼成一幅二維矩形圖像。
[0151]所述的圖像處理模塊可以與中央控制模塊集成在一起，也可以由單獨(dú)的硬件構(gòu)成，比如FPGA、DSP等。
[0152]所述的圖像處理模塊，用于圖像初定位、精確定位以及圖像旋轉(zhuǎn):
[0153]圖像初定位，基于固定位置的傳感器，比如光電對(duì)管或者光電二極管，或結(jié)合傳感器與定時(shí)器，實(shí)現(xiàn)對(duì)影像板行列位置的初步確定。圖像精確定位?；诓杉挠跋裥畔ⅲㄟ^信號(hào)強(qiáng)度分析，精確確定影像板的邊界。圖像旋轉(zhuǎn)。對(duì)由于影像板位置不正造成的圖像傾斜，通過圖像旋轉(zhuǎn)如順時(shí)針旋轉(zhuǎn)進(jìn)行校正。
[0154]上述的網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動(dòng)模塊用于實(shí)現(xiàn)掃描裝置的中央控制模塊與工作臺(tái)或者其他控制平臺(tái)之間的互連，便于工作臺(tái)向掃描裝置發(fā)送控制參數(shù)和控制指令，以及掃描裝置向工作臺(tái)傳輸圖像數(shù)據(jù)、工作狀態(tài)信息以及異常信息。
[0155]本實(shí)用新型中網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動(dòng)模塊包括但不限于:
[0156](I)USB驅(qū)動(dòng)模塊。用于實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)與掃描裝置的USB通信。
[0157](2)以太網(wǎng)驅(qū)動(dòng)模塊。用于實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)與掃描裝置的千兆或者百兆以太網(wǎng)通信。
[0158](3)wifi驅(qū)動(dòng)模塊。用于實(shí)現(xiàn)移動(dòng)式工作臺(tái)與掃描裝置之間的短距離無線通信。
[0159](4)藍(lán)牙模塊。用于實(shí)現(xiàn)移動(dòng)式工作臺(tái)與掃描裝置短距離無線通信。
[0160](5)3G/4G通信模塊。用于實(shí)現(xiàn)移動(dòng)式工作臺(tái)或者遠(yuǎn)程平臺(tái)與掃描裝置移動(dòng)通信。[0161 ]上述電源模塊用于整個(gè)掃描裝置的各個(gè)功能模塊供電，電壓不超過24V。由中央控制模塊進(jìn)行供電控制。
[0162]如圖16所示，為中央控制模塊與其他各個(gè)模塊連接圖。中央控制模塊用于連接和控制外圍各個(gè)執(zhí)行功能模塊，控制整個(gè)掃描裝置的有序運(yùn)行。中央控制單元可以是ARM+FPGA平臺(tái)，可以是FPGA+DSP平臺(tái)，也可以是單獨(dú)的FPGA模塊。
[0163]本實(shí)用新型的影像掃描裝置還包括上述提到的影像擦除裝置。
[0164]經(jīng)過激光遍歷掃描的影像板，仍有可能含有殘余的潛影信息。為了確保影像板能夠重復(fù)使用，且多次掃描影像不會(huì)互相干擾，需要將殘余的潛影擦除掉。
[0165]對(duì)已經(jīng)經(jīng)過上述激光掃描的影像板區(qū)域，使用上述描述的LED光源面陣，對(duì)影像板上殘余的潛影進(jìn)行擦除。所述的LED光源使用紅光，且光波長峰值為600nm-700nm。通過擦除，使得被X射線激發(fā)的電子完全復(fù)位，影像板可以重復(fù)利用。
[0166]圖17為影像掃描的整個(gè)處理流程:
[0167]掃描裝置處理的對(duì)象是經(jīng)過X射線照射后的影像板，該影像板保留有X射線照射部位的潛影信息，如患者的牙齒、胸腔、四肢等。所述影像板須經(jīng)人工手動(dòng)插入到掃描裝置的進(jìn)片口。
[0168]—般情況下，掃描裝置開機(jī)后即進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)。在待機(jī)狀態(tài)下，位置檢測電路會(huì)持續(xù)運(yùn)行，當(dāng)檢測到影像板已經(jīng)插入進(jìn)片口后，由中央控制模塊會(huì)啟動(dòng)影像板掃描流程。
[0169]第一步，啟動(dòng)電機(jī)#2驅(qū)動(dòng)電路，通過電機(jī)#2帶動(dòng)激光調(diào)整光路高速旋轉(zhuǎn)，通過速度精度控制，確保電機(jī)在設(shè)定轉(zhuǎn)速下勻速運(yùn)動(dòng)；
[0170]第二步，啟動(dòng)電機(jī)#1驅(qū)動(dòng)電路，使電機(jī)#1在較低速度下勻速運(yùn)動(dòng)，通過傳送帶傳送影像板勻速地進(jìn)入掃描區(qū)域。通過張緊輪的擠壓作用，使影像板彎成圓弧形，通過結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)確保圓弧的圓心與電機(jī)#2的旋轉(zhuǎn)軸心重合；
[0171 ]第三步，啟動(dòng)激光器驅(qū)動(dòng)電路，點(diǎn)亮激光器并使其功率穩(wěn)定。經(jīng)過激光調(diào)整光路聚焦的小尺寸光斑，會(huì)垂直地入射到影像板上，并且在電機(jī)#2帶動(dòng)下，光斑會(huì)一圈又一圈地在影像板上掃過，形成連續(xù)的掃描線。在電機(jī)#1和電機(jī)#2的協(xié)同作用下，能夠?qū)崿F(xiàn)掃描線遍歷整個(gè)影像板；
[0172]第四步，通過熒光收集光路收集，收集散射的熒光并進(jìn)行聚焦。聚焦的熒光送入到光電轉(zhuǎn)換器件的入光口；
[0173]第五步，通過光電轉(zhuǎn)換器件對(duì)熒光進(jìn)行雜波濾除，對(duì)有用的熒光信號(hào)進(jìn)行放大，并轉(zhuǎn)換成電流信號(hào)輸出；
[0174]第六步，通過信號(hào)采集控制電路，對(duì)經(jīng)過光電轉(zhuǎn)換器件輸出的電流信號(hào)進(jìn)行放大和A/D轉(zhuǎn)換，形成數(shù)字化的信號(hào)流。
[0175]第七步，通過圖像處理模塊，并結(jié)合位置傳感器信息，在上述數(shù)字化的信號(hào)流中，進(jìn)行圖像初定位、圖像精確定位和圖像旋轉(zhuǎn)步驟，獲得有效的二維圖像信息；
[0176]第八步，通過中央控制模塊，封裝二維圖像信息，并通過特定的網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動(dòng)模塊將圖像傳送至工作臺(tái)，進(jìn)行顯示和存檔。
[0177]以下對(duì)上述流程中的圖像的初定位進(jìn)行詳細(xì)介紹:
[0178]位置檢測單元包括位置傳感器R和位置傳感器A;
[0179]所述位置傳感器R位于所述影像掃描模塊的進(jìn)片口處，用于檢測所述影像板是否到達(dá)所述進(jìn)片口；
[0180]所述位置傳感器A用于檢測所述影像掃描模塊發(fā)射的激光的位置，所述位置傳感器A位于所述影像掃描模塊內(nèi)且位于所述影像板的行區(qū)域之外；
[0181]所述圖像初定位模塊，用于在判斷到所述影像板位于預(yù)開始位置時(shí)，在下一行啟動(dòng)數(shù)字信號(hào)采集和記錄，在判斷到所述激光到達(dá)所述位置傳感器A時(shí)，啟動(dòng)當(dāng)前行的數(shù)字信號(hào)記錄，在判斷到所述激光到達(dá)行結(jié)束位置時(shí)，結(jié)束當(dāng)前行的數(shù)字信號(hào)記錄，在判斷到所述影像板位于預(yù)結(jié)束位置時(shí)，在下一行結(jié)束數(shù)字信號(hào)采集和記錄，
[0182]所述預(yù)開始位置位于所述位置傳感器R和所述激光的掃描平面之間，所述欲結(jié)束位置位于所述激光掃描平面和所述影像掃描模塊的出片口之間，所述行結(jié)束位置位于所述影像掃描模塊內(nèi)且與所述位置傳感器A分別位于所述影像板的行區(qū)域的兩側(cè)。
[0183]以下為圖像初始定位的兩個(gè)具體實(shí)施例，分別為最多位置傳感器和最少位置傳感器的情況:
[0184]實(shí)施例一
[0185]上下邊沿初定位
[0186]圖像初定位，主要是對(duì)影像板的定位。為了對(duì)影像板進(jìn)行定位，影像傳動(dòng)模塊可包括下圖18所示的R、P、Q位置傳感器。
[0187]位置傳感器R，位于進(jìn)片口，用于檢測影像板是否插入進(jìn)片口；位置傳感器P，位于傳感器R的下方，激光掃描平面ACDB的上方，用于確定影像板的下邊沿，指示影像板即將進(jìn)入掃描區(qū)域，作為影像數(shù)據(jù)采集的起始位置;位置傳感器Q，位于傳感器R的下方，且也在激光掃描平面的下方，用于確定影像板移出掃描區(qū)域時(shí)的上邊沿，指示影像板即將完全移出掃描區(qū)域，作為影像數(shù)據(jù)采集的結(jié)束位置。
[0188]上述所說的下方，是一種假定，即假定傳送帶在掃描裝置中豎直放置，影像板自上而下插入進(jìn)片口。無論如何，當(dāng)影像板推進(jìn)時(shí)，傳感器P在傳感器R的前方，傳感器Q在傳感器P的前方。
[0189]R、P、Q傳感器應(yīng)使用配對(duì)的光源和光接收器，光源和接收器分離放置，如光電對(duì)管等。每個(gè)位置傳感器可以由一組或多組光源和接收器組成。
[0190]所述的光源，發(fā)出的光應(yīng)能夠直射到光接收器上。所述接收器應(yīng)能夠根據(jù)是否感應(yīng)到光而輸出對(duì)應(yīng)的電平狀態(tài)。比如，當(dāng)光源未發(fā)光、或者光源發(fā)出的光被影像板遮擋后，接收器輸出低電平;而當(dāng)光源發(fā)出的光直射到接收器時(shí)，接收器輸出高電平。反之亦然。
[0191]左右邊沿初定位
[0192]圖19A、19B反映的掃描平面ACDB的示意圖，激光掃描線只在該平面內(nèi)高速旋轉(zhuǎn)。圖中，r為掃描半徑，0為影像板對(duì)應(yīng)的掃描角度。由于影像板的彎曲弧度有限，因此r不能太小，也就決定了9不會(huì)太大。說明激光掃描一周，大部分時(shí)間處于空掃狀態(tài)。為了確定每行掃描過程中影像板的位置，在掃描平面內(nèi)也要設(shè)置位置傳感器，以確定每行掃描有效數(shù)據(jù)的起始位置和結(jié)束位置。
[0193] 如下圖所示，設(shè)置位置傳感器A和B，并約定激光掃描線由A掃到的安裝位置經(jīng)過優(yōu)化設(shè)計(jì)，須滿足以下條件:
[0194](1)必須位于掃描平面內(nèi)，能夠被激光掃描線照射到；
[0195](2)傳感器A距離影像板左側(cè)邊沿、傳感器B距離影像板右側(cè)邊沿均有合理的距離， 距離不能過遠(yuǎn)，也不能被影像板遮擋。這一條適用于所有尺寸規(guī)格的影像板。如圖19B，應(yīng)有 91>0,92>0〇
[0196]上述所說的左側(cè)和右側(cè)，是一種位置的假定，也可以反向表述。無論如何，當(dāng)激光掃描線持續(xù)掃描時(shí)，總是在掃描到影像板之前，先掃描到傳感器A;在掃描到影像板之后，才會(huì)掃描到傳感器B。
[0197]A和B僅由激光接收器構(gòu)成，可以有效感應(yīng)掃描激光光斑，并且輸出指示電平，可以為高電平，也可以為低電平。
[0198]激光掃描線在電機(jī)#2的帶動(dòng)下高速旋轉(zhuǎn)，每旋轉(zhuǎn)一周，都會(huì)順序地經(jīng)過位置傳感器A和B，激光強(qiáng)度會(huì)被A和B感應(yīng)。當(dāng)經(jīng)過A時(shí)，啟動(dòng)圖像數(shù)據(jù)記錄，作為圖像行數(shù)據(jù)的起始端。當(dāng)經(jīng)過B時(shí)，停止圖像數(shù)據(jù)記錄，作為圖像行數(shù)據(jù)的末端。傳感器A、B的電平信號(hào)采集與激光掃描信號(hào)(圖像行數(shù)據(jù))采集應(yīng)嚴(yán)格同步。
[0199]該實(shí)施例的具體流程見圖20所示。[〇2〇〇] 實(shí)施例2[〇2〇1]上下邊沿初定位
[0202]如果上述圖18中的傳感器P或者Q其一不存在，或者P和Q都不存在，那么可以通過特定的距離關(guān)系即結(jié)合定時(shí)器的定時(shí)計(jì)算獲得影像采集的起始位置和結(jié)束位置。如圖18所示，設(shè)計(jì)位置傳感器R到P的距離為hi，到激光掃描平面的距離為hl+h2，到Q的距離為hl+h2+ h3，并假設(shè)影像板的尺寸為h X w(長X寬)，影像板傳送的速度為v，激光掃描線旋轉(zhuǎn)角速度為《，則當(dāng)傳感器P感應(yīng)到影像板插入之后，[〇2〇3] 在間隔tl時(shí)間后，即影像板下邊沿理論上應(yīng)到達(dá)了位置傳感器P的位置，此時(shí)應(yīng)啟動(dòng)影像數(shù)據(jù)采集。實(shí)際由于運(yùn)動(dòng)誤差和控制延時(shí)的存在，準(zhǔn)確的到達(dá)時(shí)間難以估計(jì)。所述的 tl計(jì)算公式為:
[0204]tl=hl/v
[0205]在間隔t2時(shí)間后，影像板下邊沿理論上應(yīng)到達(dá)掃描平面。所述的t2計(jì)算公式為:
[0206]t2 = (hl+h2)/v
[0207]在間隔t3時(shí)間后，影像板上邊沿理論上應(yīng)到達(dá)掃描平面。所述的t3計(jì)算公式為:
[0208]t3 = (hl+h2+h)/v
[0209]在間隔t4時(shí)間后，影像板上邊沿理論上應(yīng)到達(dá)位置傳感器Q所在的位置，此時(shí)應(yīng)停止影像數(shù)據(jù)采集。所述的t4計(jì)算公式為:
[0210]t4= (hl+h2+h3+h)/v
[0211]左右邊沿初定位
[0212]傳感器B可以不是有形的實(shí)物，還可以等效地通過距離估計(jì)得到，如在激光掃描線照射到傳感器A時(shí)啟動(dòng)圖像行數(shù)據(jù)記錄，當(dāng)激光掃描線再掃描角度0+01+02,即到達(dá)虛擬傳感器B的位置后，可停止圖像行數(shù)據(jù)的記錄，同樣完成一行圖像數(shù)據(jù)的初步定位和采集。由A 至IjB的時(shí)間間隔t5可表示為:
[0213]t5 = (0+01+02)/?
[0214]流程圖如21所示
[0215]在上述實(shí)施例2中其實(shí)質(zhì)是借助了定時(shí)器預(yù)估影像板或激光是否到達(dá)了設(shè)定的位置。
[0216]通過圖像初定位過程所獲得的圖像行數(shù)據(jù)，經(jīng)過倒序重組，形成的圖像矩陣如下圖23所示。[〇217]該圖像在有效成像區(qū)域EFGH周圍可能包含有較大的空白區(qū)域，形成了圖像矩陣 JKLM。實(shí)際圖像分析過程中，這些空白區(qū)域是無用的，還有可能形成干擾。同時(shí)，包含空白區(qū)域的圖像尺寸較大，影像圖像處理和傳輸速度。因此，有必要將空白區(qū)域全部去除，這涉及到圖像精確定位操作。
[0218]圖像精確定位包括圖29所示的各個(gè)步驟。[〇219]按照?qǐng)D23A所示的順序(L1，L2，L3，L4，L5，…)，由上到下對(duì)圖像矩陣JKLM進(jìn)行行掃描，并逐行對(duì)信號(hào)強(qiáng)度進(jìn)行分析，判斷當(dāng)前行是否有信號(hào)存在，即:是否存在連續(xù)的、幅度值偏離噪聲值較大的圖像信號(hào)存在(圖23B)，如L4的S點(diǎn)到T點(diǎn)判為信號(hào)，L5的U點(diǎn)到W點(diǎn)判為信號(hào)，其余為噪聲。
[0220]由于在行號(hào)L4判斷有信號(hào)存在，即可將L4作為有效圖像行起點(diǎn)，即上邊沿。[〇221]按照?qǐng)D24所示的順序仏1丄2氺3丄4丄5，?)，由下到上對(duì)圖像矩陣11^進(jìn)行行掃描，并逐行對(duì)信號(hào)強(qiáng)度進(jìn)行分析，判斷當(dāng)前行是否有圖像信號(hào)存在。判斷條件是圖像信號(hào)強(qiáng)度遠(yuǎn)大于背景噪聲，可通過設(shè)定閾值的方式尋找圖像信號(hào)邊界。將發(fā)現(xiàn)圖像信號(hào)的第一行作為有效圖像行的結(jié)束點(diǎn)，即下邊沿。
[0222]按照?qǐng)D25所示的順序(L1，L2，L3，L4，L5，…)，由左到右對(duì)圖像矩陣JKLM進(jìn)行列掃描，并逐列對(duì)信號(hào)強(qiáng)度進(jìn)行分析，判斷當(dāng)前列是否有信號(hào)存在。將發(fā)現(xiàn)信號(hào)的第一列作為圖像列的起始點(diǎn)，即左側(cè)邊沿。
[0223]按照?qǐng)D26所示的順序(LI，L2，L3，L4，L5，…)，由右到左對(duì)圖像矩陣JKLM進(jìn)行列掃描，并逐列對(duì)信號(hào)強(qiáng)度進(jìn)行分析，判斷當(dāng)前列是否有信號(hào)存在。將發(fā)現(xiàn)信號(hào)的第一列作為圖像列的結(jié)束點(diǎn)，即右側(cè)邊沿。
[0224]通過圖像精確定位，得到的圖像矩陣為J’K’L’M’，是包含有效圖像區(qū)域EFGH的最小矩陣。如圖27所示。
[0225]更進(jìn)一步地，如果在搜索圖像信號(hào)前，對(duì)掃描行或列信號(hào)進(jìn)行平滑濾波，則更有利于提尚圖像邊沿提取的精度。[〇226]更進(jìn)一步地，如果在采樣時(shí)采用了比Nyquist定律所要求的采樣率高得多頻率進(jìn)行圖像像素采樣，則可以對(duì)圖像邊沿提取得更加準(zhǔn)確。
[0227]考慮到影像板插入進(jìn)片口時(shí)不容易做到理想的豎直放置，因此采集到的有效圖像區(qū)域EFGH與上述精確定位的圖像矩陣J’K’L’M’難以重合，需要進(jìn)行圖像旋轉(zhuǎn)。
[0228]通過圖像矩陣J’K’L’M’中E、F、G、H點(diǎn)的坐標(biāo)，計(jì)算圖像傾斜角度?。采用通用的圖像旋轉(zhuǎn)算法，將圖像順時(shí)針旋轉(zhuǎn)角度?，從而獲得最終的圖像矩陣￡卞’6’礦。如圖28所示。
[0229]經(jīng)過上述步驟，能夠獲得影像板記錄的潛影圖像。[〇23〇]需要說明的是，上述系統(tǒng)具體可應(yīng)用在牙科中。
[0231]對(duì)應(yīng)上述系統(tǒng)，本實(shí)用新型還提供了一種影像掃描裝置和掃描方法，相關(guān)內(nèi)容可參見系統(tǒng)部分描述。
[0232]雖然通過實(shí)施例描繪了本申請(qǐng)，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員知道，本申請(qǐng)有許多變形和變化而不脫離本申請(qǐng)的精神，希望所附的權(quán)利要求包括這些變形和變化而不脫離本申請(qǐng)的精神。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種影像擦除裝置，其特征在于，所述影像擦除裝置包括:N XM個(gè)相同的光源，所述N為行的數(shù)量，所述M為列的數(shù)量，且第i行中任意相鄰兩個(gè)光源的發(fā)光中心距離CU相同；所述N之1，月斤2。2.如權(quán)利要求1所述的影像擦除裝置，其特征在于，所有行中任意相鄰兩個(gè)光源的發(fā)光中心距離di相同。3.如權(quán)利要求1所述的影像擦除裝置，其特征在于，所述同一行中任意相鄰兩個(gè)光源的發(fā)光中心距離CU 2 do，所述do為兩光源的最小的發(fā)光中心距離。4.如權(quán)利要求1所述的影像擦除裝置，其特征在于，所述N> 2，且所述光源的每列所在的直線與所述光源的每行所在的直線為非垂直的關(guān)系。5.如權(quán)利要求4所述的影像擦除裝置，其特征在于，每一列中任意相鄰兩個(gè)光源的發(fā)光中心距離Cllj^ do，其中所述du為同一列中第i行和第j行光源的發(fā)光中心距離，且所述j = i+16.如權(quán)利要求4所述的影像擦除裝置，其特征在于，dFNXdid'o為同一列中兩個(gè)光源的發(fā)光中心距離在行方向的投影距離的最小值。7.如權(quán)利要求1所述的影像擦除裝置，其特征在于， Lo=(l/N+M-2)di， 所述Lo為光強(qiáng)均勻分布區(qū)域的長度； 所述影像板在垂直于其運(yùn)動(dòng)方向上的寬度w < Lo。8.一種影像掃描系統(tǒng)，其特征在于，所述影像掃描系統(tǒng)，包括影像板和對(duì)所述影像板進(jìn)行掃描以獲得圖像的影像掃描裝置； 所述影像掃描裝置包括:如權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的影像擦除裝置、中央控制模塊以及與所述中央控制模塊均電性連接的影像板傳動(dòng)模塊、影像掃描模塊以及圖像處理模塊； 所述影像板傳動(dòng)模塊包括位置檢測單元和影像板傳動(dòng)單元，所述圖像處理模塊包括圖像初定位模塊、圖像精確定位模塊以及圖像旋轉(zhuǎn)模塊； 所述位置檢測單元用于對(duì)所述影像板的位置進(jìn)行檢測獲得第一位置檢測結(jié)果并對(duì)所述影像掃描模塊的激光位置進(jìn)行檢測獲得第二位置檢測結(jié)果； 所述影像板傳動(dòng)單元用于根據(jù)所述第一位置檢測結(jié)果判斷到所述影像板進(jìn)入所述影像掃描模塊的進(jìn)片口后帶動(dòng)所述影像板向所述影像掃描模塊的出口移動(dòng)； 所述中央控制模塊用于根據(jù)所述第一位置檢測結(jié)果判斷到所述影像板進(jìn)入所述影像掃描模塊的進(jìn)片口時(shí)控制所述影像掃描模塊開啟圖像掃描； 所述影像掃描模塊用于利用激光旋轉(zhuǎn)方式對(duì)所述影像板進(jìn)行行掃描，獲得每行的數(shù)字信號(hào)流并通過所述中央控制模塊發(fā)送所述數(shù)字信號(hào)流至所述圖像處理模塊； 所述圖像初定位模塊用于根據(jù)所述第一位置檢測結(jié)果、所述第二位置檢測結(jié)果和所述數(shù)字信號(hào)流進(jìn)行圖像初始定位，生成初始圖像矩陣； 所述圖像精確定位模塊用于判斷所述初始圖像矩陣的每行、每列是否存在信號(hào)并根據(jù)判斷結(jié)果生成精確圖像矩陣，所述精確圖像矩陣為包含有效圖像區(qū)域的最小矩陣； 所述圖像旋轉(zhuǎn)模塊用于根據(jù)所述精確圖像矩陣的頂點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算圖像傾斜角度Φ，若Φ在0，則通過圖像旋轉(zhuǎn)算法將圖像順時(shí)針或逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)角度Φ以生成最終圖像矩陣。9.如權(quán)利要求8所述的影像掃描系統(tǒng)，其特征在于，所述位置檢測單元包括位置傳感器R和位置傳感器A; 所述位置傳感器R位于所述影像掃描模塊的進(jìn)片口處，用于檢測所述影像板是否到達(dá)所述進(jìn)片口； 所述位置傳感器A用于檢測所述影像掃描模塊發(fā)射的激光的位置，所述位置傳感器A位于所述影像掃描模塊內(nèi)且位于所述影像板的行區(qū)域之外； 所述圖像初定位模塊，用于在判斷到所述影像板到達(dá)預(yù)開始位置時(shí)，在下一行啟動(dòng)數(shù)字信號(hào)采集和記錄，在判斷到所述激光到達(dá)所述位置傳感器A時(shí)，啟動(dòng)當(dāng)前行的數(shù)字信號(hào)記錄，在判斷到所述激光到達(dá)行結(jié)束位置時(shí)，結(jié)束當(dāng)前行的數(shù)字信號(hào)記錄，在判斷到所述影像板到達(dá)預(yù)結(jié)束位置時(shí)，在下一行結(jié)束數(shù)字信號(hào)采集和記錄， 所述預(yù)開始位置為所述位置傳感器R的位置或位于所述位置傳感器R和所述激光的掃描平面之間，所述預(yù)結(jié)束位置位于所述激光掃描平面和所述影像掃描模塊的出片口之間，所述行結(jié)束位置位于所述影像掃描模塊內(nèi)且與所述位置傳感器A分別位于所述影像板的行區(qū)域的兩側(cè)且均不被所述影像板遮擋，且所述激光在執(zhí)行一行掃描時(shí)先掃描到位置傳感器A再掃描到行結(jié)束位置。10.如權(quán)利要求9所述的影像掃描系統(tǒng)，其特征在于，所述位置檢測單元還包括位置傳感器P、Q、B; 其中所述位置傳感器P位于所述預(yù)開始位置處，所述位置傳感器Q位于所述預(yù)結(jié)束位置處，所述位置傳感器B位于所述行結(jié)束位置處。11.如權(quán)利要求10所述的影像掃描系統(tǒng)，其特征在于，所述位置傳感器R、P、Q均有至少一組光源和接收器組成，所述位置傳感器A、B由激光接收器組成。12.如權(quán)利要求9所述的影像掃描系統(tǒng)，其特征在于，所述影像掃描裝置還包括至少一個(gè)定時(shí)器用于定時(shí)；所述定時(shí)的時(shí)間長短根據(jù)影像板移動(dòng)速度和/或者激光掃描速度進(jìn)行調(diào)節(jié)； 所述圖像初定位模塊，用于根據(jù)所述定時(shí)器的定時(shí)結(jié)果判斷所述影像板是否到達(dá)所述預(yù)開始位置、預(yù)結(jié)束位置并判斷所述激光是否到達(dá)行結(jié)束位置。13.如權(quán)利要求8所述的影像掃描系統(tǒng)，其特征在于，所述影像板為柔性影像板，所述影像板傳動(dòng)單元包括用于通過擠壓使所述柔性影像板彎成圓弧形的張緊輪，所述激光到所述影像板同一行各位置的距離相同。
【文檔編號(hào)】H04N5/32GK205610785SQ201620193359
【公開日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2016年3月14日
【發(fā)明人】蒯多杰, 曹強(qiáng)榮
【申請(qǐng)人】天逸瑞獅（蘇州）口腔醫(yī)療科技股份有限公司